第四讲电火花加工的自动进给系统

特种加工第四讲 自动进给系统二、电火花加工的自动进给调节系统自动进给调节系统一、自动进给调节系统的作用、技术要求和分类一、自动进给调节系统的作用、技术要求和分类1.作用作用维持加工所需的维持加工所需的“平均平均”放电间隙放电间隙 S S,保证电火花保证电火花加工正常进行。加工正常进行。放电间隙放电间隙 S S 与蚀除速度之间的关系？与蚀除速度之间的关系？为达到最佳放电间隙为达到最佳放电间隙 S S，应如何设定进给调节特性，应如何设定进给调节特性？注意：注意：利用间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线只能进行静利用间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线只能进行静态的调节特性分析。实际进给系统中电动机、工作台、工态的调节特性分析。实际进给系统中电动机、工作台、工件的质量，电路中的电容、电感都有惯性、滞后现象，往件的质量，电路中的电容、电感都有惯性、滞后现象，往往产生往产生“欠进给欠进给”和和“过进给过进给”，甚至出现主轴，甚至出现主轴“上下振上下振荡荡”。自动进给调节系统2.对自动进给调节系统的要求对自动进给调节系统的要求（1）、有较广的速度调节跟踪范围；）、有较广的速度调节跟踪范围；（2）、有足够的灵敏度和快速性；）、有足够的灵敏度和快速性；（3）、有必要的稳定性；）、有必要的稳定性；能适应加工规准、加工面积等条件的变化。能适应加工规准、加工面积等条件的变化。能根据间隙状态的微弱信号进行快速调节。能根据间隙状态的微弱信号进行快速调节。能均匀、稳定的进给，避免低速爬行。能均匀、稳定的进给，避免低速爬行。3 3.自动进给调节系统的分类（按执行元件分）自动进给调节系统的分类（按执行元件分）（1 1）电液压式（喷嘴）电液压式（喷嘴-挡板式）：企业中有用，但已经停产挡板式）：企业中有用，但已经停产自动进给调节系统（2 2）步进电动机式；价廉，调速性能稍差，用于中小型）步进电动机式；价廉，调速性能稍差，用于中小型（3 3）宽调速力矩电动机式：价高，调速性能好，高性能机床）宽调速力矩电动机式：价高，调速性能好，高性能机床（4 4）直流伺服电动机式：用于大多数电火花成形机床）直流伺服电动机式：用于大多数电火花成形机床（5 5）交流伺服电动机式：无电刷，力矩大，大，中型机床）交流伺服电动机式：无电刷，力矩大，大，中型机床（6 6）直线电动机式：直接带动主轴或工作台运动，速）直线电动机式：直接带动主轴或工作台运动，速度快，惯性小，伺服性能好，价高度快，惯性小，伺服性能好，价高二、自动进给调节系统的基本组成部分：二、自动进给调节系统的基本组成部分：自动进给调节系统二、自动进给调节系统的基本组成部分：二、自动进给调节系统的基本组成部分：自动进给调节系统比较环节比较环节与给定值比较，决定进给速度与给定值比较，决定进给速度放大环节放大环节比较环节给出的信号需要放大后才能驱动电机比较环节给出的信号需要放大后才能驱动电机执行环节执行环节执行机构，电机执行机构，电机调节对象调节对象电极与工件之间的放电间隙电极与工件之间的放电间隙二、自动进给调节系统的基本组成部分：二、自动进给调节系统的基本组成部分：自动进给调节系统1、测、测量环节量环节测量间隙的大小测量间隙的大小平均间隙电压法：工具工件极性变换不会影响输出信号平均间隙电压法：工具工件极性变换不会影响输出信号U的极性的极性利用稳压管测量脉冲电压的峰值信号利用稳压管测量脉冲电压的峰值信号1、测量对象：、测量对象：测量与间隙大小成比例的测量与间隙大小成比例的电信号电信号间接间接 反映反映 放电间隙的大小。放电间隙的大小。自动进给调节系统测量环节2、测量方法：、测量方法：（1）平均间隙电压法）平均间隙电压法 （2）峰值电压检测法）峰值电压检测法 （3）放电率检测法）放电率检测法目前平均电压检测和间隙放电状态检测同时使用目前平均电压检测和间隙放电状态检测同时使用平均电压检测用于伺服进给控制平均电压检测用于伺服进给控制间隙放电状态检测主要用于对短路和电弧放电的控间隙放电状态检测主要用于对短路和电弧放电的控制及抬刀频率的自动调节制及抬刀频率的自动调节空载：有电压，无电流；短路：有电流，无电压；火花：有电流，有电压；三、电三、电-液自动进给调节系统：液自动进给调节系统：自动进给调节系统自动进给调节系统四、电四、电-机械式自动进给调节系统：机械式自动进给调节系统：低速性能好，可直接带动滚珠丝杠进退，因而传动链短，低速性能好，可直接带动滚珠丝杠进退，因而传动链短，灵敏度灵敏度 高，体积小，结构简单，惯性小，有利于实现加高，体积小，结构简单，惯性小，有利于实现加工过程中的自动控制。工过程中的自动控制。1.机床总体部分：主轴头：最关键部件床身，立柱：基础部件，可以纵向和横向移动工作台工作液槽电火花加工机床电火花加工机床主轴头作用作用安装电极并控制电极与工件之间的放电间隙。安装电极并控制电极与工件之间的放电间隙。主轴头运动控制方式：主轴头运动控制方式：电液伺服进给电液伺服进给步进电机伺服进给步进电机伺服进给直（交）流伺服进给直（交）流伺服进给直线电机伺服进给直线电机伺服进给工具电极夹具：调节工具电极和工作台的垂直度以及调节工具电极在水平面内微量转角。电火花加工机床电火花加工机床工作液系统1、工作液强迫循环方式：、工作液强迫循环方式：冲油冲油抽油抽油2、工作液净化、过滤方法：、工作液净化、过滤方法：（1）、自然沉淀法：）、自然沉淀法：（2）、介质过滤法：）、介质过滤法：纸滤芯纸滤芯数控电源柜：控制电火花成形机床动作的装置输入装置：通过键盘，磁盘将程序 输入输出装置：通过CRT，磁盘等装置，讲电火花加工方面的程序，图形等资料输出加工电源：伺服系统：电火花加工机床电火花加工机床机床总体间间 隙隙参考值参考值增益增益设定设定控制装置控制装置进给系统进给系统自动进给调节系统自动进给调节系统比较器比较器放大器放大器间间 隙隙传感器传感器脉冲电源脉冲电源床床 身身工作液循环工作液循环过过 滤滤 系系 统统（a）原理图）原理图（b）实物）实物电火花加工机床机床分类普通数显电火花普通数显电火花成型机床成型机床单轴数控电火花成单轴数控电火花成型机床型机床多轴数控电火花成多轴数控电火花成型机床型机床一、按控制方式分：一、按控制方式分：二、按机床结构分：二、按机床结构分：电火花加工机床机床分类滑枕式电火花成型机床滑枕式电火花成型机床滑枕滑枕龙门式电火花成型机床龙门式电火花成型机床龙门架龙门架三、按电极交换方式分：三、按电极交换方式分：电火花加工机床机床分类普通电火花成型普通电火花成型机床机床电火花加工中心电火花加工中心AECAEC电火花加工机床机床分类电火花机床型号、规格命名规则：电火花机床型号、规格命名规则：早期：早期：D61系列、系列、D55系列、系列、1985年起：国标规定采年起：国标规定采用用D71系列，例如：系列，例如：机床工作台宽度为机床工作台宽度为320mm电火花穿孔，成形加工机床电火花穿孔，成形加工机床电加工机床电加工机床小型机：小型机：D7125D7125以下以下；中型机：；中型机：D7125D7125D7163D7163；大型机：大型机：D7163D7163以上以上。如果该电火花加工机床是数控的，则其型号为：如果该电火花加工机床是数控的，则其型号为：DKXXXXDKXXXX，例如：例如：DK7725DK7725。型号：型号：D 电火花机床安全规程：电火花机床安全规程：设置专用地线，使电源箱外壳，床身及其他设备可靠接地，防止电气设备绝缘损坏而发生触电操作人员必须站在耐压20kv以上绝缘物上操作经常保持机床电气设备清洁，防止受潮添加工作介质时，不得混入类似汽油类的易燃物放电加工时，工作液面要高于工件一定距离电火花加工机床及时更换过滤介质，保持油路畅通车间内有排气设备机床附近严禁烟火专人负责下班前关闭总电源电火花加工机床机床操作规程：机床操作规程：操作员工要经过培训执行岗位责任制熟悉机床结构，原理，性能，用途等知识调节好工具电极与工件间的距离，锁紧工作台面。加工过程中，不能对系统进行维修或更换电极电火花加工机床加工完毕后，随即切断电源，收拾好工具，并将场地清扫 干净认真操作定期做好机床维修 保养工作电火花加工场所，禁止烟火电火花加工机床